Vor und Nachteile von Sonnenenergie

Vor- und Nachteile der Solarenergie

Vor-und Nachteile von Solaranlagen. Wie kann Solarenergie für sauberen Strom genutzt werden? Anlagenkosten, Umwelt und Effizienz im Vergleich zu anderen Energieträgern. Vor- und Nachteile der Solarenergie: Wie steht die Solarenergie im Vergleich zu Kohle, Öl und Kernenergie? Es gibt aber auch einige Nachteile bei der Anwendung.

Vergünstigungen

Wie bei der Erzeugung von Energie aus Windkraft, Wasserkraft oder Biomassen ist auch die Solarenergie in ihrer Herkunft aus der Sonne endlos zu haben. Sonnenschein ist in seiner Erscheinung nicht erschöpft und kann prinzipiell auf unbestimmte Zeit gelagert und verwendet werden. Die Fertigung, Funktionsweise und Beseitigung der Einzelkomponenten einer Solarstromanlage muss berücksichtigt werden - und jeder Einzelpunkt ist ebenso umwelt- wie klimafreundlich.

Produktion: Über 95 Prozent der Anlagen bestehen aus Silicium, das aus Quarz-Sand extrahiert wird und in der Erdkruste reichlich vorkommt. Noch heute wird der Energiebedarf für die Produktion oft mit dem Gewinn aus der Verwendung von Solarsystemen verglichen. Der Zeitaufwand, den die Anlagen benötigen, um einen höheren Energieertrag zu erzielen, wird auch als "energetische Amortisation" bezeichnet.

Diese Kennzahl besteht aus der kumulativen Energie, die zur Fertigung aller Einzelkomponenten der Anlagen benötigt wird - also von der Gewinnung der Rohstoffe über die Produktion bis zur Lieferung - und den Wartungs- und Betriebskosten sowie der Beseitigung der Module. Die Amortisationsdauer von Photovoltaik-Anlagen wird oft auch mit dem finanziellen, dem "monetären" und dem Energiefaktor errechnet.

Um diesen Wert von Photovoltaik-Anlagen zu ermitteln, sind die Menge der Vergütung, die Dauer, die Anschaffungskosten und der jährliche Energieertrag entscheidend. Bei der energetischen Amortisierung, d.h. die Zeit, in der der Anlagenertrag die für die Produktion benötigte Energie überschreitet, liegt sie bei fünf Jahren für monokristalline Photovoltaik. Ein System mit multikristallinen Zellentypen amortisiert sich dagegen in der halben Zeit.

Dünnschicht-Module übertreffen diesen Betrag - ihre Ausbeute übertrifft bereits nach anderthalb Jahren den Energiebedarf für ihr effizientes Produktionsverfahren und den niedrigen Rohmaterialverbrauch. Arbeitsweise: Sowohl Solarthermieanlagen als auch Photovoltaik-Anlagen sind in ihrer vergleichbaren Arbeitsweise völlig klimafreundlich. Nach Angaben des Bundesumweltministeriums konnten allein im Jahr 2009 durch die Verwendung von Solarthermie und Photovoltaik fast 5 Mio. t CO2-Emissionen eingespart werden.

In solarthermischen Systemen werden in der Regel für den Energietransport vom Sammler zum Heißwasserspeicher für kleine Systeme (eine oder zwei Familien) Kupferröhren eingesetzt. Photovoltaik- und Solarthermieanlagen haben eine Nutzungsdauer von mehr als 20 Jahren. Bei regelmäßiger Reinigung und Wartung einer Anlage ist auch im Zeitablauf kein nennenswerter Leistungsverlust zu erwarten.

Zugleich kann die Warmwasserbereitung aus Sonnenenergie zumindest die halbe Menge des durchschnittlichen jährlichen Warmwasserbedarfs decken. Wenn die Bedingungen für eine angemessene Neigung und optimale Orientierung erfüllt sind, kann innerhalb von zwei bis drei Tagen eine Solarthermieanlage oder eine Photovoltaik-Anlage für einen Hausgebrauch installiert werden. Anders als fossile Brennstoffe, die nur noch in begrenzten Mengen verfügbar sind und wahrscheinlich auch zukünftigen Erzeugern nicht mehr zur VerfÃ?gung gestellt werden können, ist Solarenergie wie Wind- und Wasserkraft unerschöpflich und kann auch in weit entfernten Ländern weiter nutzbar und gefördert werden.

Die Energieübertragung zwischen dem Verbund und dem Endverbraucher ist komplex und aufwendig, da der elektrische Energietransport vom Kernkraftwerk zum Endverbraucher oft über weite Strecken erfolgen muss. Der Energieverlust ist hoch und damit auch die Verwendung der letztendlich ankommenden Wärme. Dieses Problem wird durch die Verwendung von Solarenergie auf dem Dach des eigenen Hauses beseitigt.

Die Einspeisung des Stroms in das Stromnetz erfolgt auf kürzestem Weg, die freien Leistungen sind durch die gesetzlichen Regelungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes hinreichend gesichert und die Warmwasserbereitung kann auch komplett in einer solarthermischen Anlage in eigener Regie erfolgen. Der Anteil der potenziellen Abnehmer von Solar- und Photovoltaik-Anlagen ist höher denn je - die Zahl der Abnehmer der einzelnen Gruppen nimmt ab.

Systembetreiber einer solarthermischen Anlage nutzen die Energiegewinnung insoweit, als die für die Warmwasseraufbereitung erforderliche Leistung nicht mehr aus dem Konzernverbund zu beziehen ist. Dies kann die Elektrizitätskosten eines Haushaltes deutlich senken. Die Baugenehmigung für den Bau einer Solarstromanlage obliegt dem Bauamt. Ansprechende Förderungsmöglichkeiten durch das Erneuerbare Energien Förderungsgesetz und vorteilhafte Finanzierungsmöglichkeiten, zum Beispiel durch das 100.000-Dächer-Programm, machen die Investitionen in eine Solarstromanlage erstrebenswert.

Da sowohl die thermischen Solarsysteme als auch die Photovoltaiksysteme ausschließlich aus der Sonne Strom gewinnen, ist ihre Wirksamkeit natürlich in hohem Maße von der Sonnenstrahlung abhängt. Schattige Standorte sind für Solarsysteme nicht tauglich. Die Orientierung und der Winkel der Oberfläche, auf der eine Photovoltaikanlage montiert ist, haben ebenfalls einen wesentlichen Einfluss auf die Funktion. Nach der Schneeräumung arbeitet das System jedoch in der Regel weiterhin mit der üblichen Kilometerleistung.

Schneearme Gebiete und sonnenreiche Gebiete eignen sich daher besser für die Installation von Sonnenenergie. Selbstverständlich ist die Anlagengröße ausschlaggebend für die Einstandskosten. Auch wenn sich eine Solaranlage "schon" nach etwa zehn bis fünfzehn Jahren über ihre Nutzungsdauer von mehr als 20 Jahren und mit Hilfe staatlicher Förderprogramme und Subventionen amortisiert, ist eine Mindestinvestition von zehntausend bis fünfzehntausend Euros in eine kleine Solaranlage für viele Investoren eine große Investitionssumme.

Hinzu kommen natürlich das eingesetzte Trägermaterial und die Zellenart - zwei Dinge, die die Performance eines Systems maßgeblich mitbestimmen. Wird eine leistungsstarke einkristalline Halbleiterscheibe aus hochreinem Silicium gewählt, ist ihr Wirkungsgrade und damit auch ihre Performance hoch - aber auch ihre Produktion ist deutlich kostengünstiger als die wenig effizienten polykristallinen oder amorphen Beschichtungszellen, die bei ihrer Produktion kein Reinstsilizium erfordern und daher kostengünstiger zu produzieren sind.

Um eine ähnliche Performance wie bei den heute noch weit verbreiteten hochreinen siliziumbeschichteten Solarzellen zu erreichen, muss dann ein größeres System installiert werden, um die Kosteneinsparungen beim Einkauf von polykristallinen Beschichtungszellen auszugleichen. Selbstverständlich müssen bei den Anschaffungskosten auch die Anlagengröße und der Anlagentyp berücksichtigt werden:

Solarthermische Anlagen werden zur Trinkwassererwärmung eingesetzt, Photovoltaik-Anlagen erzeugen Elektrizität zur Netzeinspeisung oder zur weiteren Nutzung in sogenannten Stand-alone-Anlagen. Die gewonnene Wärme kann bis heute noch nicht zu 100 Prozent aufbereitet werden. Das bedeutet, dass nur ein gewisser Teil des Spektrums verwendet werden kann - diese gewisse, begrenzte Anzahl an nutzbarem Licht wird als "Photonen" bezeichnen, d.h. Partikel, die durch die Einwirkung von Sonnenlicht ausgenutzt werden.

Trotz jahrelanger Forschungsarbeit ist es immer noch nicht möglich, die überzähligen Fotonen in Strom zu verwandeln, da sie in Hitze umgesetzt werden und die Fotonen mit zu wenig Strom absorbieren und umwandeln. Das Thema Eigenreinigung einer Photovoltaikanlage kann nur eingeschränkt bearbeitet werden - denn die Selbstreinigungsfunktion einer Photovoltaikanlage ist im Wesentlichen von ihrem Ort und ihrer Umgebung abhängt.

Früher oder später ist es schwer, Pflanzen auf Bauernhöfen, in industriellen Gebieten, in angrenzenden Wäldern oder anderen Pflanzen von Stäuben, Moosen und Abgasen bis hin zu störrischen Vogelkot zu säubern. Vor jeder Planungsphase, Informationen über Grösse und Aufwand sowie die Berücksichtigung weiterer Gesichtspunkte sollte immer die Anlagenart berücksichtigt werden.

Die Anlagengröße für den Netzanschluss bis zu einer Nennleistung von 30 Kilowattstunden ist im EEG geregelt. Besteht bereits vor dem Kauf der Anlagen ein Netzanschluss und übersteigt die neue Anlagengröße diese nicht, sind keine weiteren Aufwendungen zu erwarten.

Erfordert die Projektierung einer entsprechenden Großanlage den Netzausbau oder den Netzanschluss, ist der Energieversorger dennoch zur Abnahme und Vergütung der erzeugten Strommenge gezwungen.

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